Symbiose - doc-developpement

Symbiose
Pour les articles homonymes, voir symbiose (homo-
nymie).
La symbiose (du grec sun “avec” et bioō “vivre”)
Association symbiotique d’une bactérie et de l’aulne dans un
nodule fixé sur une racine.
Autre forme (ici subaquatique) de symbiose (avec des bactéries
filamenteuses et des cyanophycées probablement), formant un
manchon dense de l'épaisseur d’un doigt) autour des racines im-
mergées d’un aulne (profondeur dans l'eau environ 10-25 cm)
est une association intime, durable et à bénéfice mutuel
entre deux organismes hétérospécifiques (appartenant à
des espèces différentes), et parfois plus de deux[1]. Les or-
ganismes sont qualifiés de symbiotes, ou, plus rarement
symbiontes (anglicisme) ; le plus gros peut être nommé
hôte.
1 Origine
Albert Bernhard Frank propose le terme de symbiotis-
détail ; le manchon a été dégagé pour faire apparaître la racine
mus en 1877[2], terme peu à peu accepté par la com-
munauté scientifique suite aux travaux d'Anton de Ba-
ry qui donne la définition la plus large de la symbiose[3]
en étudiant alors au microscope les stades de croissance
et de reproduction des lichens ainsi que leur adaptabili-
té qui rend leur survie possible durant l'hiver[4]. Définis-
sant le mot symbiose comme la vie en association (notion
d'interaction biologique) de différentes espèces, cette no-
tion incluait donc le parasitisme. Aujourd'hui, la notion
de symbiose est restreinte aux associations à bénéfice mu-
tuel (d'après la définition de Pierre-Joseph van Beneden
sur le mutualisme en 1875[5]) et, dans son sens strict, de
type obligatoire, les symbiotes ne pouvant survivre sépa-
rément.
En ce sens, la symbiose n'est pas une association à béné-
fices réciproques (« gagnant et gagnant ») comme habi-
tuellement énoncé[6]. Elle l'est dans le sens où « survivre
c'est transformer les inconvénients en avantages et éviter
que les avantages deviennent des inconvénients »[7], pour
éventuellement se survivre[8].
Dans le monde scientifique anglo-saxon, la symbiose est
une association à caractère obligatoire ou non et à avan-
tages et/ou inconvénients réciproques et partagés, entre
partenaires (« locaux ») avec des bénéfices (« globaux »)
pour la nouvelle entité émergente[9].
La symbiose peut être de deux types :
•l'ectosymbiose : le symbiote vit à la surface de l'hôte
(ce qui inclut la paroi intestinale et les conduits des
glandes exocrines)
1

25 ENDOSYMBIOSE ET ORGANITES
•l'endosymbiose : le symbiote est situé dans l'espace
intercellulaire, intracellulaire (intravacuolaire ou
libre dans le cytoplasme)
2 Autres interactions existantes
•Obligatoires : parasitisme
•Non-obligatoire : commensalisme,coopération,
mutualisme
3 Classification des symbiotes
•Phytosymbiote ou phytobionte : symbiote végétal.
•Phycosymbiote ou phycobionte : symbiote algal.
•Mycosymbiote ou mycobionte : symbiote fongique.
•Cyanosymbiote ou cyanobionte : symbiote bactérien
(en l'occurrence une cyanobactérie).
•Photosymbiote ou photobionte : symbiote capable
de photosynthèse.
4 Exemples de symbioses
Le lichen est un exemple d'association symbiotique de deux
espèces de règnes différents : une algue unicellulaire ou une
cyanobactérie, et un champignon.
•Le lichen est une union entre une algue unicellulaire
et un champignon : l'algue retire de la relation un ap-
port important en eau et en sels minéraux ainsi qu'un
gîte. Le champignon, hétérotrophe, retire le glucose
nécessaire à sa croissance que produit l'algue par la
photosynthèse.
•L'intestin humain contient entre 1000 et 1150 es-
pèces de bactéries [10] comme Escherichia coli ;
cette microflore représente chez un adulte plus d'un
kilogramme de biomasse. Elles ont un rôle favorable
dans la digestion, dans la régulation du système im-
munitaire et empêchent la colonisation par des or-
ganismes pathogènes.
•L’Acacia cornigera, un arbre myrmécophile, ne peut
survivre qu’avec une colonie de fourmis.
•Les branches du Barteria, naturellement creuses,
offrent à une espèce de fourmis, les Tetraponera,
un confort sans égal. Mais en plus d'offrir un gîte,
l'arbre propose aux fourmis une table garnie en per-
manence grâce aux bords de ses feuilles parsemés de
glandes à nectar que celles-ci récoltent à longueur de
journée. En échange des services rendus, les fourmis
offrent à l'arbre une protection pour contrer ses en-
nemis jurés : les mangeurs de feuilles. Les Tetrapo-
nera possèdent, en effet, à l'extrémité de leur abdo-
men un redoutable dard venimeux, et elles éliminent
les lianes et lichens qui viennent déranger leur arbre
préféré.
•Les termites sont des insectes qui se nourrissent de
bois, or ils ne peuvent pas digérer entièrement la cel-
lulose seuls. La dégradation totale de la cellulose se
fait grâce à l'association symbiotique avec des pro-
tistes, des bactéries et des archées.
•La vache possède dans son estomac des bactéries
symbiotiques capables de digérer la cellulose.
•Le mycorhize est une symbiose entre les racines d'un
végétal et un champignon.
•La plupart des légumineuses peuvent réaliser des
symbioses avec des bactéries de type Rhizobium.
•Des endosymbioses d'Eucaryotes existent, par
exemple l'algue Coccomyxa dans les cellules
de Ginkgo biloba, découverte en 1992 ou les
zooxanthelles (Dinoflagellés) dans les Cnidaires
(anémones de mer, coraux).
5 Endosymbiose et organites
Article détaillé : Théorie endosymbiotique.
Des analyses précises de l'ultrastructure anatomique,
biochimique et phylogénétique de certains organites
constitutifs des cellules eucaryotes indiquent que les
mitochondries et les chloroplastes sont, à l'origine, des
procaryotes devenus endosymbiotes de cellules euca-
ryotes ; leur présence résulte de l'endosymbiose de bac-
téries archaïques, au cours de l'évolution.
5.1 Les preuves
•Mitochondries et chloroplastes possèdent de l'ADN

3
qui codent des caractères qui leur sont nécessaires et
ne s’exprimant que là.
•Le code génétique n'est pas tout à fait le même entre
un Eucaryote et un Procaryote. Les codes utilisés
pour transcrire les gènes chloroplastiques et mito-
chondriaux sont plus proches de ceux des Proca-
ryotes que des Eucaryotes.
•Les ribosomes chloroplastiques et mitochondriaux
sont phylogénétiquement plus proches de ceux des
Procaryotes que ceux des Eucaryotes et leur ARNr
n'a pas la même origine.
•La structure en enveloppe des deux organites laisse
à penser à une phagocytose d'une cellule Procaryote.
Cette hypothèse est confirmée par la structure de
la membrane interne (qui devrait être la membrane
plasmique du Procaryote) qui est très proche de
celle d'une bactérie. Elle est aussi riche en protéines,
ce qui est une caractéristique des membranes plas-
miques des Procaryotes.
6 Théories symbiotiques de
l'évolution
Selon la biologiste Lynn Margulis, célèbre pour son tra-
vail sur l'endosymbiose, la symbiose est un facteur clé
de l'évolution des espèces. Elle considère que la théorie
darwinienne, axée sur la compétition, est incomplète, et
affirme qu'au contraire, l'évolution est orientée par des
phénomènes de coopération, d‘interaction et de dépen-
dance mutuelle entre organismes vivants[11].
À tous les niveaux d'organisation du vivant, seuls sur-
vivent, et se survivent, les associations à avantages et in-
convénients réciproques et partagés[12].
L'origine des organismes multicellulaires pourrait ainsi
être d'origine symbiotique : des colonies d'unicellulaires
auraient fini par former des assemblages permanents
(un organisme multicellulaire) où chaque cellule s’est
spécialisée. Cette idée est relativement ancienne, on la
trouve dans la Gastraea hypothesis de Ernst Haeckel par
exemple.
Selon l'hypothèse de l'endosymbiose, les chloroplastes
des végétaux ou les mitochondries des eucaryotes seraient
issus de bactéries symbiotes. La cellule est une endosyn-
cénose modulaire, elle a émergé par juxtaposition et em-
boîtement de partenaires devenus indissociables, le noyau
d'abord, puis les autres organites[13].
7 Notes et références
[1] Symbiose à trois dans cet exemple.
[2] Albert-Bernhardt Frank, Über die biologischen Verhält-
nisse des Thallus einiger Krustenflechten, Beiträge zur Bio-
logie der Pflanzen, II, 1877, pp. 123-200
[3] « das Zusammenleben ungleichnamiger Organismen »
,organismes différents vivant ensemble.
[4] Anton de Bary, De la symbiose, Revue internationale des
sciences, III, 1879, pp. 301-309
[5] Pierre-Joseph Van Beneden, Les Commensaux et les pa-
rasites dans le règne animal, 2nde éd. Baillière, 1878 ; 1re
éd., 1875
[6] P. Bricage, Systèmes biologiques : production, consom-
mation, croissance et survie. Quelles règles ? Quels degrés
d'exigence ? Quels bilans ? (Déterminismes écologique, bio-
logique et génétique de l'adaptation aux changements et de
la survie, aux différents niveaux d'organisation des sys-
tèmes vivants. Comparaison entre le fonctionnement éco-
logique du vivant et le fonctionnement économique des so-
ciétés humaines. dept Biologie, Faculté des Sciences, Uni-
versité de Pau, mai 2001.
[7] P. Bricage, Héritage génétique, héritage épigénétique et hé-
ritage environnemental : de la bactérie à l'homme, le trans-
formisme, une systémique du vivant. dept Biologie, Faculté
des Sciences, Université de Pau, 2002.
[8] P. Bricage, A new evolutionary paradigm : the Associa-
tions for the Mutual Sharing of Advantages and Disadvan-
tages. dept Biologie, Faculté des Sciences, Université de
Pau, 17/07/01
[9] Pierre Bricace, « A nex evolutionary paradigm : the as-
sociations for the mutual sharing of advantages and of di-
sadvantages », 17 juillet 2001
[10] A human gut microbial gene catalogue established by me-
tagenomic sequencing Nature 464, 59-65 (4 March 2010)
[11] Evolution by Association. A History of Symbiosis.(1994)
Jann SAPP, Oxford University Press, New York, Oxford,
255 p. ISBN 0-19-508821-2
[12] streaming et percolation : une nouvelle « théorie systé-
mique » de l'évolution
[13] 6th European Congress on SYSTEMS SCIENCE, (19
septembre 2005), Paris.
8 Voir aussi
•Écologie et interaction biologique,interaction du-
rable
•Microbiote
•Ne pas confondre :
•Commensalisme
•Opportunisme
•Parasitisme
•Portail de la biologie

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